A Brief on 51% Attack w kryptowalucie

Fredrick Awino

Technologia Blockchain

24.07.2022

165 Views

Atak 51% odnosi się do ataku w blockchainie kryptowaluty przez górników, którzy kontrolują ponad 50% sieci hash rate górniczej. Jako inwestor, który posiada ponad 50% węzłów sieci, masz moc kontrolowania blockchaina. Ataki występują w różny sposób, a jednym z nich jest właściciel uniemożliwiający nowym transakcjom uzyskanie potwierdzenia. Proces ten daje ludziom szansę na wstrzymanie płatności wśród użytkowników.

Sposób, w jaki odbywa się atak 51%

Za każdym razem, gdy w blockchainie ma miejsce transakcja, trafia ona do puli niepotwierdzonych transakcji. W zamian górnicy otrzymują możliwość wyboru transakcji z puli w tworzeniu bloku transakcji. Pamiętaj, że aby jakakolwiek transakcja została dodana do blockchaina, ważne jest uzyskanie prawidłowej odpowiedzi na zagadkę. Wykorzystują moc obliczeniową w uzyskaniu właściwej odpowiedzi. Dlatego, jeśli górnik ma dużą moc obliczeniową, to są duże szanse, że górnik uzyska poprawną odpowiedź. Po tym, górnik będzie mógł dodać blok do blockchaina.

Gdy trader uzyska poprawną odpowiedź, zostanie ona rozesłana do pozostałych górników. Ponadto, informacja zostanie przyjęta tylko w przypadku, gdy wszystkie przeprowadzone transakcje będą ważne. Ich ważność wynika z istniejącego zapisu na blockchainie. Niestety, skorumpowani górnicy nie będą rozgłaszać swoich rozwiązań innym górnikom w sieci.

W związku z powyższym problemem powstaną dwie wersje blockchaina. Jednym z nich będzie oryginalny blockchain, za którym podążają legalni górnicy. Jednak druga zostanie wykorzystana przez skorumpowanego górnika, który nie rozgłasza wyników zagadek w oryginalnej sieci. To właśnie ten górnik będzie mógł przeglądać informacje.

Skorumpowany górnik będzie po prostu nadal spędzał czas i kontynuował swoją własną wersję blockchaina. Musisz pamiętać, że ta wersja nie jest rozgłaszana do reszty sieci. Oznacza to, że drugi blockchain będzie odizolowany od sieci. W ten sposób skorumpowany górnik może wydać swoje bitcoiny na legalną wersję blockchaina, którą podążają inni górnicy.

Zrozumienie ataku 51%

Blockchain odnosi się do rozproszonej księgi, która rejestruje informacje i transakcje na ich temat, a następnie szyfruje dane. Sieć blockchain osiąga konsensus większościowy dotyczący transakcji w procesie walidacji i bloków, w których przechowywane informacje są zapieczętowane. Bloki są połączone za pomocą technik kryptograficznych. Problem ten sprawia, że zmiana bloku po potwierdzeniu jest prawie niemożliwa.

Atak 51% na blockchain ma miejsce, gdy grupa kontroluje ponad 50% mocy hashowania. Grupa ta wprowadza następnie w niektórych punktach zmieniony blockchain w sieci. Odbywa się to w punkcie, który jest akceptowany przez sieć, ponieważ istnieją duże szanse, że atakujący wygra większość z nich.

Osoby odpowiedzialne za 51% atak mogą wykonać następujące czynności:

• Odwracanie transakcji, aby móc podwójnie wydawać monety
• Wyłączenie nowych transakcji z ewidencji
• Uniemożliwienie innym górnikom, którzy są w tej samej sieci, wydobywania tokenów lub monet w sieci
• Uniemożliwienie potwierdzenia lub walidacji transakcji
• Modyfikacja zamawiania transakcji

Wady modelu demokratycznego zarządzania Nakamoto

Pierwszym blockchainem, który wykorzystał system konsensusu Proof of Work (PoW) jest Bitcoin. Jest on wykorzystywany przy zatwierdzaniu transakcji. W dokumencie Satoshi Nakamoto, nakreślił on, że w celu utrzymania integralności i bezpieczeństwa w blockchainie, górnicy lub uczciwe węzły powinny wspólnie kontrolować więcej mocy procesora (CPU) w porównaniu do innych współpracujących grup węzłów atakujących.

Głównym powodem, dla którego Nakamoto opracował Bitcoina, była niechęć i frustracja instytucji finansowych po Wielkim Kryzysie Finansowym. Obecnie najpopularniejszą kryptowalutą jest Bitcoin. Jego kapitalizacja rynkowa wynosi około 190 mld dolarów. Dał też radę, jak rozwiązać problem podwójnego wydawania pieniędzy. Jego zdaniem jest to nieodłączny problem systemu walut cyfrowych peer-to-peer. Wymyślił więc mechanizm blockchaina, a nawet wykorzystał PoW jako system konsensusu.

Motywem Nakamoto było stworzenie cyfrowej waluty, która nie jest kontrolowana przez instytucje finansowe. Obecnie instytucje te pełnią rolę audytorów i strażników walut fiat. Dlatego też, zapobiegając kontrolowaniu waluty i przejmowaniu władzy przez kilka jednostek, wprowadził technologię blockchain. Był to jedyny demokratyczny sposób prowadzenia dokumentacji transakcji.

Z jego pomysłu wynika, że złośliwi użytkownicy nie uzyskają większościowej kontroli nad współczynnikiem haszowania. Namakoto wierzył też, że większość górników będzie uczciwa. Dzięki temu blockchain i waluta wytrzymałyby ataki. Niestety, po wszystkim się pomylił. Ataki 51% nękają małe blockchainy, a nawet zagrażają ich przetrwaniu.

Jak zapobiegać atakowi 51%

Organizacja lub ludzie posiadający około 51% hashing power są tymi, którzy mogą przeprowadzić ten atak. Najlepszym sposobem na zapobieżenie temu jest niedopuszczenie do tego, by jeden podmiot był potężniejszy. Dlatego ważne jest, aby zwiększyć decentralizację górników, a także solidny blockchain.

Blockchain Bitcoina jest bardzo twardy. Oznacza to, że potrzeba kilku gotówki, aby osoba fizyczna lub organizacja przekroczyła 51% mocy wydobywczej Bitcoina. Większy sens ma finansowe wykorzystanie tej mocy, a nawet legalne wydobywanie Bitcoina. Ze względu na to istnieją niskie szanse na doświadczenie ataku podwójnego wydawania BTC.

Lista 51% ataków, które miały miejsce w przeszłości

• Vertcoin zarejestrował około 4 ataków na swoją sieć w 2018 roku. Motyw jest jednak niejasny.
• W 2018 roku Bitcoin Gold poniósł ponad 18 milionów dolarów straty z powodu ataku 51
• A Verge 51% w kwietniu 2018 roku doprowadził do utraty 20 milionów monet
• W maju 2018 roku doszło do ataku na Bitcoin Cash. Na szczęście obyło się bez strat.
• Atakujący dwukrotnie wydali około 1,1 miliona dolarów z Ethereum Classic w jednym ataku ETC 51% w styczniu 2019 r. Chociaż kryptowaluta straciła w tym czasie swoją wiarygodność, udało się ją odzyskać.
• Dwukrotne wydanie ponad 70, 000 dolarów na Bitcoin Gold w 2020 r.

Zabezpieczenia przed dowodami pracy

Mimo, że techniki te nie są w pełni sprawdzone, w utrudnianiu ataków można wykorzystać następujące techniki. Pierwszą techniką jest migracja do Delegated Proof of Stake (DPoS). Powodem jest to, że DPoS wykorzystuje różne delegaty, które zmieniają się w czasie podczas walidacji każdego nowego bloku. W DPoS blockchain 51% atakujących ma za zadanie kontrolować delegatów i hash rate. Dzięki temu trudniej jest doświadczyć ataku w jakiejkolwiek formie. Dlatego w minimalizacji ryzyka ludzie mogą migrować z PoW do DPoS.

Innym sposobem jest zastosowanie zmodyfikowanej wykładniczej subiektywnej oceny punktowej (MESS) dla każdego równoległego łańcucha reorganizacji przychodzącego do sieci. Oznacza to, że dla wszystkich węzłów w sieci, gdy zobaczą potencjalny przychodzący reorg, porównają go z obecnym łańcuchem z punktu podziału. Również arbitralnie żąda większej ilości pracy dla przyszłego łańcucha reorgowego.

Ilość grawitacji jest znikoma w pierwszych kilku blokach reorgaów. Wzrasta jednak, gdy następuje reorganizacja większej liczby bloków. Z tego powodu reorganizacja wielu bloków może być kosztowna dla atakujących w przeciwieństwie do tanich bez MESS. Dlatego też MESS może być wykorzystany do analizy reorganizacji bloków w przypisaniu wyniku. Ma to na celu wykazanie wiarygodności reorganizacji.